基于Web Service的分布式遙感產(chǎn)品生產(chǎn)通信技術(shù)研究

(河南大學(xué) 計算機與信息工程學(xué)院，河南 開封 475004)

近年來，隨著遙感圖像獲取手段的多樣化，遙感圖像數(shù)據(jù)量急劇增大，迫切需要建立一個分布式遙感產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)[1-2]。分布式遙感產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)由多個分系統(tǒng)組成，各分系統(tǒng)存在平臺和開發(fā)語言的差異，分系統(tǒng)間如何通信成為了一個亟待解決的問題。傳統(tǒng)的Socket、TCP通信技術(shù)實現(xiàn)起來簡單，但是編程復(fù)雜度高、消息解析麻煩[3]，而RMI的實現(xiàn)需要通信的兩端都有Java運行環(huán)境，這些缺陷使得它們都不能應(yīng)用于本系統(tǒng)中。

Web Service是近年來新興起的一種技術(shù)架構(gòu)，有很多異構(gòu)系統(tǒng)間通信是基于Web Service技術(shù)實現(xiàn)的，例如肖維民等基于Web Service的車險移動查勘系統(tǒng)[4]、焦圣明等基于Web Service的分布式交通氣象信息共享技術(shù)[5]，以及徐光俠等基于Web Service技術(shù)的異構(gòu)系統(tǒng)的無縫集成[6]。Web Service的跨平臺和語言無關(guān)的特點使各分系統(tǒng)在無需考慮運行環(huán)境的情況下，可以彼此兼容，進(jìn)行無縫通信[7]。而且Web Service純接口的數(shù)據(jù)調(diào)用使得用戶不必關(guān)心服務(wù)的具體實現(xiàn)，只要接口不變，對用戶沒有任何影響，這種松耦合的組件架構(gòu)使得分布式遙感產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)具有高可用性和高擴展性。本文基于Web Service技術(shù)設(shè)計了一種分布式遙感產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)通信接口方案。

1 Web Service技術(shù)

Web Service是一套標(biāo)準(zhǔn)，它定義了應(yīng)用程序如何在Web上實現(xiàn)互操作性，具有跨平臺和語言無關(guān)性。Web Service將服務(wù)、功能封裝成對象發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)上，客戶端通過編程調(diào)用其開放的服務(wù)接口來獲取它的服務(wù)，并不需要知道其請求的服務(wù)是如何實現(xiàn)的，具有松耦合性。Web Service 采用 XML 傳送數(shù)據(jù)，可跨越防火墻。Web Service的主要技術(shù)有XML、SOAP、WSDL及UDDI等[4-6,8]。

可擴展的標(biāo)記語言(XML)是Web Service表示數(shù)據(jù)的基本格式，是W3C制定的用來定義和描述數(shù)據(jù)的文本標(biāo)記語言規(guī)范。

簡單對象訪問協(xié)議(SOAP)是一個用于分布式環(huán)境下交換數(shù)據(jù)的簡單的輕量級的協(xié)議。SOAP定義了消息傳遞的格式。SOAP是基于XML的，XML是SOAP的數(shù)據(jù)編碼方式。

Web Service描述語言(WSDL)提供對通信接口的描述，如定義接口的函數(shù)名、參數(shù)和返回值。

UDDI是分布式Web服務(wù)的信息注冊規(guī)范。Web Service可以根據(jù)這一規(guī)范進(jìn)行注冊，以便被其他需要該服務(wù)的用戶發(fā)現(xiàn)[6]。

2 系統(tǒng)通信接口的設(shè)計與實現(xiàn)

分布式遙感產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)是集遙感科學(xué)與應(yīng)用、計算機科學(xué)與應(yīng)用和社會科學(xué)與應(yīng)用為一體的系統(tǒng)，具有架構(gòu)設(shè)計合理、產(chǎn)品生產(chǎn)速度快、產(chǎn)品精度高、信息展示方式多樣化等優(yōu)點。該系統(tǒng)由信息共享服務(wù)分系統(tǒng)、信息產(chǎn)品生產(chǎn)分系統(tǒng)、質(zhì)量檢驗分系統(tǒng)和綜合數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)4個分系統(tǒng)組成。信息共享服務(wù)分系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收各類用戶提交的訂單。信息產(chǎn)品生產(chǎn)分系統(tǒng)從信息共享服務(wù)分系統(tǒng)接收產(chǎn)品訂單，然后分配合適的計算資源，完成產(chǎn)品的生產(chǎn)。質(zhì)量檢驗分系統(tǒng)負(fù)責(zé)對產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢驗。綜合數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)負(fù)責(zé)存儲生產(chǎn)所需的影像數(shù)據(jù)和算法及生成的產(chǎn)品。本文重點介紹系統(tǒng)中通信接口的設(shè)計與實現(xiàn)。

2.1 系統(tǒng)通信接口的設(shè)計

采用Web Service技術(shù)設(shè)計系統(tǒng)通信接口，實現(xiàn)各分系統(tǒng)間的通信。設(shè)計方案如下：①將一個分系統(tǒng)能夠提供給其他分系統(tǒng)的通信接口封裝為一個Web Service，并把在創(chuàng)建Web Service時生成的UDDI文檔(包括Web Service的名稱、功能、需要提供的參數(shù)、返回值類型等)在UDDI注冊中心進(jìn)行注冊；②在調(diào)用某個通信接口時，在UDDI注冊中心查找對應(yīng)的Web Service服務(wù)；③根據(jù)返回的信息調(diào)用對應(yīng)的Web Service服務(wù)。

因為分布式遙感產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)各分系統(tǒng)相互都有通信，每個分系統(tǒng)都創(chuàng)建并發(fā)布Web Service服務(wù)，所以每個分系統(tǒng)既是Web Service服務(wù)的提供者，又是Web Service服務(wù)的請求者。通信接口設(shè)計原理如圖1所示。

圖1 基于Web Service的通信接口設(shè)計原理圖

根據(jù)應(yīng)用Web Service技術(shù)實現(xiàn)各分系統(tǒng)間通信的方案可以看出，本系統(tǒng)的優(yōu)點是：①當(dāng)系統(tǒng)很大時，可以由各個分系統(tǒng)發(fā)布不同的Web Service服務(wù)來構(gòu)造系統(tǒng)間的通信；②基于Web Service技術(shù)，完全屏蔽了平臺和開發(fā)語言的差異，具有跨平臺和開發(fā)語言無關(guān)性的能力；③系統(tǒng)通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問，有利于系統(tǒng)的維護(hù)、完善和功能擴展。

2.2 系統(tǒng)通信接口的實現(xiàn)

在分布式遙感產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)各分系統(tǒng)中，根據(jù)圖1所示的通信接口設(shè)計原理，構(gòu)造各自的Web Service服務(wù)。下面以其他分系統(tǒng)與綜合數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)的通信為例介紹Web Service服務(wù)的實現(xiàn)與調(diào)用。

在綜合數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)實現(xiàn)過程中，首先構(gòu)造基于Web Service技術(shù)的通信接口的實現(xiàn)類，實現(xiàn)環(huán)境為VS 2010，采用C#開發(fā)語言。實現(xiàn)類完成之后，把服務(wù)及其描述的WSDL文件發(fā)布到UDDI注冊中心進(jìn)行注冊，Web Service發(fā)布完成之后，其他分系統(tǒng)就可以根據(jù)發(fā)布后的Web Service服務(wù)的相關(guān)WSDL描述調(diào)用此服務(wù)進(jìn)行通信。綜合數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)的Web Service服務(wù)實現(xiàn)類如下所示：

[WebService(Namespace="http://tempuri.org/")]

[WebServiceBinding(ConformsTo = WsiProfiles.BasicProfile1_1)]

public class SubmitOrder : System.Web.Services.WebService

{

public SubmitOrder()

{

if (!Constant.Created)

Constant.Create();

TSPCommonReference.Create();

}

[WebMethod(Description = "創(chuàng)建一個共享工作空間，將數(shù)據(jù)臨時放入該空間下")]

public string GetNewWorkSpace(string dataType){ 代碼省略 }

[WebMethod(Description = "觸發(fā)數(shù)據(jù)入庫！")]

public int SubmitHJDataImport(string sharePath){ 代碼省略 }

[WebMethod(Description = "觸發(fā)數(shù)據(jù)批量入庫，datatype為數(shù)據(jù)類型，dirPath為數(shù)據(jù)目錄")]

public int SubmitDataImport(string datatype, string sharePath){代碼省略 }

[WebMethod(Description = "觸發(fā)數(shù)據(jù)入庫！dataType為需要上傳的數(shù)據(jù)類型，sharePath為數(shù)據(jù)所在的網(wǎng)絡(luò)路徑")]

public int SubmitImportOrder(string dataType, string sharePath){ 代碼省略 }

[WebMethod(Description = "數(shù)據(jù)上傳統(tǒng)一接口，dataType為上傳類型，pathID為源數(shù)據(jù)url,opID為操作號！")]

public int UploadData(string dataType, string pathID, string opID){ 代碼省略 }

[WebMethod(Description = "下載數(shù)據(jù)統(tǒng)一接口，dataID為數(shù)據(jù)唯一編碼，pathID為下載目的地,opID為操作號！")]

public int DownLoad(string dataID, string pathID, string opID){ 代碼省略 }

}

其他分系統(tǒng)采用Java語言編寫客戶端程序，根據(jù)得到的WSDL文件，解析該文件中所描述的相關(guān)參數(shù)，這些參數(shù)包括服務(wù)的名字、端口的名字、綁定的方法以及服務(wù)的調(diào)用地址，根據(jù)這些參數(shù)對服務(wù)進(jìn)行調(diào)用，完成其他分系統(tǒng)與綜合數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)的通信。

3 結(jié) 語

本文介紹了Web Service技術(shù)的相關(guān)理論知識，將Web Service技術(shù)應(yīng)用于分布式遙感產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)通信接口的設(shè)計，實現(xiàn)了分布式遙感產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)各分系統(tǒng)間的無縫通信。同時，Web Service技術(shù)所具有的跨平臺、開發(fā)語言無關(guān)性和松耦合等優(yōu)點，使系統(tǒng)具有良好的可移植性和可擴展性，為以后類似的應(yīng)用提供了新的思路和解決方法。

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